KR101636354B1 - 수동형 무선 메모리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 수동형 무선 메모리 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수동형 무선 메모리 장치는 메모리 장치; 및 리더로부터의 제 1 내지 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 상기 메모리 장치에 저장된 데이터를 데이터 패킷의 형태로 변환하여 상기 리더로 전송하는 수동형 태그를 포함하고, 상기 수동형 태그는 채널 상태 예측 플래그와 상기 제 2 및 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 상기 데이터 패킷의 크기를 결정한다.
본 발명에 따르면 수동형 무선 메모리 장치의 데이터 전송 속도가 증가한다. 또한, 본 발명에 따르면 채널 상태에 따라 적응적인 데이터 전송이 가능해진다.

Description

수동형 무선 메모리 장치{PASSIVE WIRELESS MEMORY DEVICE}
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 수동형 무선 메모리 장치에 관한 것이다.
RFID(Radio Frequency Identification) 기술은 자동화 데이터 수집 장치의 한 분야로서 RFID 태그와 RFID 리더에 관한 기술이다. RFID 태그는 RFID 리더로부터의 신호에 응답하여 RFID 리더로 데이터를 전송한다.
RFID 태그는 자동차, 화물, 가축 등에 부착되어 개체를 식별하는 정보를 저장한다. RFID 리더는 RFID 태그에 저장된 정보를 무선 통신을 이용하여 비접촉으로 수신한다. 즉, RFID 기술은 바코드처럼 직접 접촉하거나 가시대역 안에서 스캐닝할 필요가 없어 바코드 대체 기술로 평가받고 있으며, 그 활용 범위가 넓다.
특히, 기존의 바코드와 달리 정보의 암호화 및 데이터의 갱신이 가능하며, 바코드에 비해 많은 정보를 신속하게 전달할 수 있어 그 활용 가능성은 날로 증가하고 있는 실정이다.
일반적으로 RFID 기술은 크게 RFID 태그에 관련된 기술과 RFID 태그를 판독하는 RFID 리더에 관련된 기술로 구분할 수 있다. 좀 더 구체적으로는 RFID 태그의 종류, 미들웨어(Middleware)의 구성, 모바일화를 위한 구성, 보안 관련 구성 등의 세부적 기술 범주로 구분된다.
RFID 태그는 사물의 식별 코드, 센싱 정보 등을 저장하고 RFID 리더의 요청에 의하거나 또는 상황에 따라 외부로 자신의 정보를 전송한다. RFID 태그 기술에는 안테나 및 무선 신호 처리, 칩 기술, 박막형 배터리, 패키징 기술 및 칩을 줄이는 기술 등이 포함된다. RFID 태그는 자체 전원을 포함하는지 여부에 따라 능동형 RFID 태그와 수동형 RFID 태그로 나뉜다.
능동형 RFID 태그는 상대적으로 긴 통신 거리와 높은 통신 속도를 제공하고 대용량 정보의 전송도 가능하다. 그러나, 능동형 RFID 태그는 주기적인 관리가 필요하고 내부 전원에 의해 부피가 커지거나 설치가 어려워지는 등 부가적인 문제점이 발생하는 문제점이 있다.
수동형 RFID 태그는 RFID 태그가 동작하기 위한 전력을 RFID 리더의 전파로부터의 공급받는다. 수명이 반영구적이고 바코드보다 많은 장점이 있어서 물류관리, 보안, 물류추적 등에 사용된다. 한편, 수동형 RFID 태그는 RFID 리더의 접근에 의해 유도되는 전력을 전원으로 사용하기 때문에 별도의 전원이 필요하지 않으나 통신 거리가 짧고 전원 관리의 한계에 의해 대용량 메모리를 사용하기 어려워 전송 데이터량에 한계가 발생하게 된다.
따라서, 능동형 RFID 태그의 장점을 활용하여 대용량 데이터를 제공하면서도 관리나 설치의 부담을 줄이고, 수동형 RFID 태그의 장점을 활용하여 관리나 설치의 용이성을 제공하면서도 대용량 데이터를 제공할 수 있도록 함으로써, 멀티미디어나 대량의 정보를 제공할 필요성이 있는 어플리케이션에도 RFID를 활용할 수 있도록 하는 연구가 이루어지고 있다.
본 발명의 목적은 수동형 RFID 태그를 이용하여 대용량 데이터를 전송할 수 있는 수동형 무선 메모리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 수동형 무선 메모리 장치는 메모리 장치; 및 리더로부터의 제 1 내지 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 상기 메모리 장치에 저장된 데이터를 데이터 패킷의 형태로 변환하여 상기 리더로 전송하는 수동형 태그를 포함하고, 상기 수동형 태그는 채널 상태 예측 플래그와 상기 제 2 및 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 상기 데이터 패킷의 크기를 결정한다.
실시 예로서, 상기 리더는 상기 수동형 태그가 상기 메모리 장치를 액세스하도록 상기 제 1 데이터 요청 신호를 상기 수동형 태그로 전송하며, 상기 제 1 데이터 요청 신호는 액세스 될 데이터의 어드레스를 포함한다. 상기 제 1 데이터 요청 신호는 NOR(Number Of Response) 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 NOR 플래그의 값만큼 상기 리더로부터 상기 제 1 데이터 요청 신호를 수신한 것으로 간주한다.
다른 실시 예로서, 상기 리더는 상기 수동형 태그로부터의 데이터 수신이 정상적일 때 상기 제 2 데이터 요청 신호를 상기 수동형 태그로 전송하며, 상기 수동형 태그는 상기 제 2 데이터 요청 신호에 응답하여 이미 전송된 데이터의 다음 어드레스에 위치한 데이터를 상기 리더로 전송한다. 상기 제 2 데이터 요청 신호는 제 1 패킷 사이즈 조절 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 채널 상태 예측 플래그와 상기 제 1 패킷 사이즈 조절 플래그를 참조하여 상기 데이터 패킷의 크기를 결정한다. 상기 제 2 데이터 요청 신호는 NOR(Number Of Response) 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 NOR 플래그의 값만큼 상기 리더로부터 상기 제 2 데이터 요청 신호를 수신한 것으로 간주한다.
다른 실시 예로서, 상기 리더는 상기 수동형 태그로부터의 데이터 수신이 비정상적일 때 상기 제 3 데이터 요청 신호를 상기 수동형 태그로 전송하며, 상기 수동형 태그는 상기 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 이미 전송된 데이터를 다시 상기 리더로 전송한다. 상기 제 3 데이터 요청 신호는 제 2 패킷 사이즈 조절 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 채널 상태 예측 플래그와 상기 제 2 패킷 사이즈 조절 플래그를 참조하여 상기 데이터 패킷의 크기를 결정한다. 상기 제 3 데이터 요청 신호는 NOR(Number Of Response) 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 NOR 플래그의 값만큼 상기 리더로부터 상기 제 3 데이터 요청 신호를 수신한 것으로 간주한다.
다른 실시 예로서, 상기 채널 상태 예측 플래그는 n-비트 카운터로 구현된다.
본 발명에 따르면 수동형 무선 메모리 장치의 데이터 전송 속도가 증가한다. 또한, 본 발명에 따르면 채널 상태에 따라 적응적인 데이터 전송이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 수동형 무선 메모리 장치를 포함한 무선 메모리 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 리더를 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그와 메모리 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 RFID 리더가 RFID 태그로 보내는 명령어 패킷들 및 RFID 태그가 RFID 리더로 보내는 데이터 패킷을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 RFID 리더, RFID 태그, 그리고 메모리 장치 사이의 데이터 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 RFID 태그와 메모리 장치의 보다 구체적인 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.
아래에서 RFID 태그 및 RFID 리더가 본 발명의 특징 및 기능을 설명하기 위한 한 예로서 사용된다. 하지만, 이 기술 분야에 정통한 사람은 여기에 기재된 내용에 따라 본 발명의 다른 이점들 및 성능을 쉽게 이해할 수 있을 것이다, 본 발명은 다른 실시 예들을 통해 또한, 구현되거나 적용될 수 있을 것이다. 게다가, 상세한 설명은 본 발명의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수동형 무선 메모리 장치를 포함한 무선 메모리 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 무선 메모리 시스템은 데이터 처리 장치(100), RFID 리더(200), RFID 태그(300), 그리고 메모리 장치(400)를 포함한다. RFID 태그(300)와 메모리 장치(400)는 수동형 무선 메모리 장치를 구성한다.
RFID 태그(300)는 메모리 장치(400)에 연결된다. 또는 RFID 태그(300) 내부에 메모리 장치(400)가 집적될 수 있다. RFID 태그(300)는 RFID 리더(200)로부터의 명령어에 응답하여 메모리 장치(400)에 접근한다. RFID 태그(300)는 메모리 장치(400)에 저장된 데이터를 RFID 리더(200)로 전달한다. 메모리 장치(400)에 저장된 데이터는 음성, 음악, 영상, 동영상과 같이 지속적으로 전송하여 그 결과를 재생해야 하는 스트리밍(Streaming) 데이터는 물론 파일과 같이 일반적인 디지털 데이터가 될 수 있다.
RFID 리더(200)는 무선 통신을 이용하여 RFID 태그(300)로부터 데이터를 수신한다. RFID 리더(200)는 수신한 데이터를 데이터 처리 장치(100)로 전달한다. 데이터 처리 장치(100)는 수신한 데이터를 처리한다. 예를 들어, 데이터 처리 장치(100)는 전송된 영상 데이터가 디스플레이 장치에 표시되도록 처리할 수 있다. 데이터 처리 장치(100)는 개인용 컴퓨터(Personal computer), 휴대 전화(Mobile phone), 노트북(Notebook), 스마트 폰(Smart phone) 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 리더를 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 리더(200)는 데이터 출력 장치(210), 제어 장치(220) 및 통신 장치(230)를 포함한다.
RFID 리더(200)의 각 구성 요소(110, 120, 130)는 범용 프로세서나 DSP(Digital Signal Processor)에서 동작하는 프로그램을 통해 소프트웨어 방식으로 구현될 수 있고, FPGA나 ASIC 등을 통한 칩, 모듈 또는 SoC(System on Chip), PoC(Package on Chip)의 형태로 구성될 수 있다.
데이터 출력 장치(210)는 제어 장치(220)로부터 데이터를 수신한다. 데이터 출력 장치(210)는 수신된 데이터를 데이터 처리 장치(100)에 전달한다. 데이터는 오디오 데이터, 영상 데이터 및 데이터 파일 중 적어도 하나를 포함하며, 데이터의 종류나 형태에는 제한이 없다. 또한, 데이터 출력 장치(210)는 오디오/비디오 코덱 등의 전처리기를 이용하여 데이터를 용도에 맞게 변환하거나 데이터를 효율적으로 관리하기 위한 수단을 포함하여 구성될 수 있다.
제어 장치(220)는 RFID 리더(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어 장치(220)는 대용량의 데이터를 전송하기 위한 새로운 명령어들, 응답들을 처리할 수 있도록 수정한 통신 규약을 처리하기 위한 프로토콜 처리를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어 장치(220)는 명령어 패킷 생성 장치(221) 및 태그 응답 처리 장치(222)를 포함한다. 명령어 패킷 생성 장치(221)는 데이터 전송을 명령어하는 명령어를 포함하는 명령어 패킷을 생성한다. 또한, 명령어 패킷 생성 장치(221)는 RFID 태그(300)로부터의 데이터가 정상적으로 수신되었는지 여부를 확인하는 명령어를 포함하는 명령어 패킷을 생성한다. 데이터 전송을 명령어하는 명령어들은 후술될 도 4를 참조하여 자세하게 설명될 것이다.
태그 응답 처리 장치(222)는 RFID 태그(300)로부터 RF 신호를 통해 수신되는 데이터 패킷을 처리한다.
통신 장치(230)는 RFID 태그(300)로부터 수신한 RF 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어 장치(220)로 전달한다. 또는 통신 장치(230)는 제어 장치(220)로부터의 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 RFID 태그(300)에 전달한다. RFID 태그(300)로부터 수신한 RF 신호를 디지털 데이터로 변환한다.
통신 장치(230)는 명령어 패킷을 신호 증폭 및 변조하여 RFID 규격에서 정의한 소정의 주파수 대역 예를 들어, 860㎒ 내지 960㎒의 주파수 대역으로 전송할 수 있다. 통신 장치(230)에 포함되는 변조기 및 복조기는 디지털 방식으로 디지털 신호처리를 수행하거나 아날로그 방식으로 신호 처리를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그와 메모리 장치를 나타낸 블록도이다. 도 3을 참조하면, RFID 태그(300)는 안테나(310), 무선 통신 장치(320), 변조 장치(330), 복조 장치(340), 그리고 태그 제어 장치(350)를 포함한다.
안테나(310)는 RFID 리더(200)로부터의 신호를 수신한다. 또는 안테나(310)는 RFID 리더(200)로 신호를 전송한다. 무선 통신 장치(320)는 안테나(310)에 연결된다. 무선 통신 장치(320)는 송수신 신호를 증폭 및/또는 필터링(filtering) 함으로써 원활한 무선 통신을 지원한다.
변조 장치(330)는 RFID 리더(200)로 송신되는 디지털 데이터를 무선 통신 장치(320)에 적합한 형태로 변환한다. 복조 장치(340)는 RFID 리더(200)로부터의 신호를 디지털 데이터로 변환한다.
태그 제어 장치(350)는 복조 장치(340)로부터 명령어를 수신한다. 태그 제어 장치(350)는 수신된 명령어에 따라 메모리 장치(400)를 액세스한다. 태그 제어 장치(350)는 메모리 장치(400)로부터 데이터를 읽은 후 데이터 신호를 생성해서 RFID 리더(200)로 송신하는 등 RFID 태그(300)와 RFID 리더(200) 사이의 무선 통신을 실질적으로 제어한다.
태그 제어 장치(350)는 예측 플래그(360)를 포함한다. 다양한 원인에 의해 통신 채널의 상태는 변화할 수 있다. 예측 플래그(360)는 통신 채널의 상태를 나타내는 변수이다. 예를 들어, 예측 플래그(360)는 통신 채널의 상태를 극도의 불량(Strongly worse), 불량(Weakly worse), 양호(Weakly better), 극도의 양호(Strongly better)로 구분할 수 있다.
통신 채널의 상태를 구분하기 위해 예측 플래그(360)는 2-비트 카운터를 이용하여 구현될 수 있다. 2-비트 카운터는 채널 상태가 좋아지는 경우 증가하고, 채널의 상태가 나빠지는 경우 감소한다.
본 발명에 있어서 예측 플래그(360)를 두어 급변하는 채널 상태에 따른 패킷 크기의 잦은 변화를 방지한다. 예측 플래그(360)의 기능은 후술 될 도 4를 참조하여 자세히 설명될 것이다.
변조 장치(330) 및 복조 장치(340)와 태그 제어 장치(350)를 비롯한 메모리 장치(400)는 IC 칩의 형태로 패키징(Packaging)되는 것도 가능하다. 메모리 장치(400)는 Gbyte 이상의 대용량 데이터가 저장 가능한 플래시 메모리(flash memory)가 사용될 수 있다. 아울러 메모리 장치(400)는 RFID 태그(300)로부터 자유로이 분리 및 연결되는 것도 가능한바, 이를 위해 RFID 태그(300)와 메모리 장치(400)는 전원 및 데이터 전송이 가능한 USB 또는 기타의 커넥터로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 RFID 태그(300)는 멀티미디어 컨텐츠의 저장 매체로 활용 가능한 것을 특징으로 한다. 이 경우 메모리 장치(400)에는 제 1 데이터로서 멀티미디어 컨텐츠의 식별 데이터(메타 데이터)가 저장되고, 제 2 데이터로서 멀티미디어 컨텐츠 데이터가 저장된다.
제 1 데이터는 컴퓨터 등의 범용 정보처리기기를 이용하여 메모리 장치(400)에 저장된 대용량 멀티미디어 컨텐츠 데이터를 식별할 수 있는 메타 데이터로서, 예컨대 음악파일의 경우에는 텍스트 포맷의 노래제목, 영상파일의 경우에는 이미지 포맷의 캡쳐 화면 및/또는 영상 제목, 사진 파일의 경우에는 이미지 포맷의 썸네일(thumbnail), 데이터 파일의 경우에는 텍스트 포맷의 제목 및/또는 아이콘 등이 될 수 있다.
제 2 데이터는 음악, 영상, 사진, 데이터 파일 등 컴퓨터와 같은 범용 정보 처리 기기의 OS(Operating System)나 어플리케이션 프로그램(application program)을 통해 실행 가능한 대용량 멀티미디어 컨텐츠 데이터 중 선택된 하나 이상이 될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 RFID 태그(300)는 RFID 리더(200)로부터의 SB_INFO 명령어에 의해 제 1 데이터에 근거한 제 1 데이터 신호를 생성 및 회신하고, RFID 리더(200)로부터의 SB_CONT 명령어에 의해 제 2 데이터에 근거한 제 2 데이터 신호를 생성 및 회신한다. 이로써, 본 발명에 따른 RFID 태그(300)는 대용량 멀티미디어 데이터를 저장하는 한편 효율적 관리를 가능케 한다.
도 4는 RFID 리더가 RFID 태그로 보내는 명령어 패킷들 및 RFID 태그가 RFID 리더로 보내는 데이터 패킷을 설명하기 위한 도면이다.
(a)는 SB_INFO 명령어 패킷이다. SB_INFO 명령어 패킷은 SB_INFO 명령어와 NOR 플래그를 포함한다. SB_INFO 명령어는 메모리 장치(400)로부터 메타 데이터(Meta data)를 액세스하기 위한 명령어이다.
메타 데이터는 메모리 장치(400)에 저장된 데이터를 식별하기 위한 데이터이다. 예를 들면, 메타 데이터는 동영상 데이터의 파일 이름, 확장자, 코덱 정보, 생성 일시 등이 될 수 있다. RFID 태그(300)는 RFID 리더(200)로부터의 SB_INFO 명령어에 응답하여, 메모리 장치(400)에 저장된 데이터의 메타 데이터를 RFID 리더(200)로 전송한다.
NOR 플래그는 SB_INFO 명령어의 반복 횟수를 의미한다. 예를 들어, NOR 플래그 값이 4인 경우, SB_INFO 명령어가 RFID 리더(200)로부터 RFID 태그(300)로 4회 전송된 것과 같은 효과를 가진다. 따라서, RFID 리더(200)와 RFID 태그(300) 사이의 명령어 패킷 전송이 최소화될 수 있다.
RFID 기술에서 RFID 리더(200)와 RFID 태그(300) 사이의 명령어 패킷 전송량은 작을수록 유리하다. 명령어 패킷 전송에 의해 전체적인 데이터 전송 속도가 저하되기 때문이다. 결국, NOR 플래그에 의해 명령어 패킷 전송이 최소화되어 데이터 전송 속도가 향상될 수 있다.
(b)는 SB_CONT 명령어 패킷이다. SB_CONT 명령어 패킷은 SB_CONT 명령어와 NOR 플래그를 포함한다. SB_CONT 명령어는 메모리 장치(400)에 저장된 데이터를 액세스하기 위한 명령어이다.
메모리 장치(400)에는 다양한 형태의 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들면, 메모리 장치(400)에는 동영상 데이터, 음성 데이터, 음악 데이터, 그리고 텍스트 데이터 등이 저장될 수 있다. RFID 태그(300)는 RFID 리더(200)로부터의 SB_CONT 명령어에 응답하여, 메모리 장치(400)에 저장된 데이터를 RFID 리더(200)로 전송한다.
NOR 플래그는 SB_CONT 명령어의 반복 횟수를 의미한다. 예를 들어, NOR 플래그 값이 4인 경우, SB_CONT 명령어가 RFID 리더(200)로부터 RFID 태그(300)로 4회 전송된 것과 같은 효과를 가진다. 따라서, RFID 리더(200)와 RFID 태그(300) 사이의 명령어 패킷 전송이 최소화된다. 결국, 데이터 전송 속도가 향상될 수 있다.
(c)는 SB_ACK 명령어 패킷이다. SB_ACK 명령어 패킷은 SB_ACK 명령어, 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj), 그리고 NOR 플래그를 포함한다. SB_ACK 명령어는 RFID 태그(300)로부터 RFID 리더(200)로의 데이터 전송이 올바르게 되었음을 나타내는 신호이다. 다시 말해, RFID 리더(200)가 RFID 태그(300)로부터 데이터 패킷을 정확하게 수신한 경우, RFID 리더(200)는 RFID 태그(300)로 SB_ACK 명령어를 전송한다.
RFID 태그(300)는 RFID 리더(200)로부터의 SB_ACK 명령어를 참조하여 이전에 전송한 데이터의 다음 주소에 저장된 데이터를 RFID 리더(200)로 전송한다. 따라서, RFID 리더(200)로부터 RFID 태그(300)로의 어드레스 전송이 없더라도 데이터를 전송하는 것이 가능하다.
패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj)는 데이터 패킷의 크기를 결정한다. SB_ACK 명령어 패킷에서 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값이 1로 설정되면 데이터 패킷의 크기가 2배가 된다. 반면에, SB_ACK 명령어 패킷에서 패킷 사이즈 조절 플래그 값(PktSizeAdj)이 0으로 설정되면 데이터 패킷의 크기가 유지된다.
예를 들어, RFID 리더(200)가 SB_ACK 명령어 패킷 내의 패킷 사이즈 조절 플래그 값(PktSizeAdj)을 1로 설정하여 RFID 태그(300)로 전송하면, RFID 태그(300)는 데이터 패킷의 크기를 2배로 하여 RFID 태그(300)에 전송한다. 반면에, RFID 리더(200)가 SB_ACK 명령어 패킷 내의 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값을 0으로 설정하여 RFID 태그(300)로 전송하면, RFID 태그(300)는 데이터 패킷의 크기를 유지하여 RFID 태그(300)에 전송한다.
패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값은 통신 채널의 상태에 따라 결정된다. 예를 들어, 통신 채널의 상태가 양호할 때 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값은 1로 설정될 것이다. 반면에, 통신 채널의 상태가 불량할 때 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값은 0으로 설정될 것이다. 이와 같이, 통신 채널의 상태에 따라 패킷의 크기를 조절함으로써 통신 채널의 상태에 따른 유연한 데이터 통신이 가능해진다.
NOR 플래그는 SB_ACK 명령어의 반복 횟수를 의미한다. 예를 들어, NOR 플래그 값이 4인 경우, SB_ACK 명령어가 RFID 리더(200)로부터 RFID 태그(300)로 4회 전송된 것과 같은 효과를 가진다. 따라서, RFID 리더(200)와 RFID 태그(300) 사이의 명령어 패킷 전송이 최소화되어 데이터 전송 속도가 향상될 수 있다.
(d)는 SB_NACK 명령어 패킷으로서, SB_NACK 명령어, 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj), 그리고 NOR 플래그를 포함한다. SB_NACK 명령어는 RFID 태그(300)로부터 RFID 리더(200)로의 데이터 전송이 올바르게 되지 않았음을 나타내는 신호이다. 다시 말해, RFID 리더(200)가 RFID 태그(300)로부터 데이터를 정확하게 수신하지 않은 경우, RFID 리더(200)는 RFID 태그(300)로 SB_NACK 명령어를 전송한다.
RFID 태그(300)는 RFID 리더(200)로부터의 SB_NACK 명령어를 참조하여 이전에 전송한 데이터를 다시 RFID 리더(200)로 전송한다. 따라서, RFID 리더(200)로부터 RFID 태그(300)로의 어드레스 전송이 없더라도 데이터를 전송하는 것이 가능하다.
패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj)는 데이터 패킷의 크기를 결정한다. SB_NACK 명령어 패킷에서 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값이 1로 설정되면 데이터 패킷의 크기가 절반이 된다. 반면에, SB_NACK 명령어 패킷에서 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값이 0으로 설정되면 데이터 패킷의 크기가 유지된다.
예를 들어, RFID 리더(200)가 SB_NACK 명령어 패킷 내의 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값을 1로 설정하여 RFID 태그(300)로 전송하면, RFID 태그(300)는 데이터 패킷의 크기를 절반으로 하여 RFID 태그(300)에 전송한다. 반면에, RFID 리더(200)가 SB_NACK 명령어 패킷 내의 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값을 0으로 설정하여 RFID 태그(300)로 전송하면, RFID 태그(300)는 데이터 패킷의 크기를 유지하여 RFID 태그(300)에 전송한다.
패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값은 통신 채널의 상태에 따라 결정된다. 예를 들어, 통신 채널의 상태가 양호할 때 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값은 0으로 설정될 것이다. 반면에, 통신 채널의 상태가 불량할 때 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값은 1로 설정될 것이다. 이와 같이, 통신 채널의 상태에 따라 패킷의 크기를 조절함으로써 통신 채널의 상태에 따른 유연한 데이터 통신이 가능해진다.
그런데, 채널 상태가 급변할 경우 패킷 사이즈도 급변하게 된다. 이는 오히려 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 발명에 있어서, 도 3에 도시된 예측 플래그(360)를 두어 급격한 패킷 사이즈의 변화를 방지한다.
상술한 바와 같이, 예측 플래그(360)는 통신 채널의 상태를 극도의 불량(Strongly worse), 불량(Weakly worse), 양호(Weakly better), 극도의 양호(Strongly better)의 4 단계들로 구분할 수 있다. 예를 들어, 예측 플래그(360)는 2-비트 카운터로 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 예측 플래그(360)가 극도의 양호 상태이고, SB_ACK 명령어 패킷 내의 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값이 1일 때 패킷 사이즈가 증가한다. 또한, 예측 플래그(360)가 극도의 불량 상태이고, SB_NACK 명령어 패킷 내의 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj) 값이 1일 때 패킷 사이즈가 감소한다. 따라서, 패킷 사이즈의 급격한 변화가 방지될 수 있다.
그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되지는 않는다. 예측 플래그(360)는 임의의 개수의 단계들로 구분될 수 있다. 예를 들어, 예측 플래그(360)는 통신 채널의 상태를 8개의 단계들로 구분할 수 있다. 이 경우 예측 플래그(360)는 3-비트 카운터로 구성될 것이다.
NOR 플래그는 SB_NACK 명령어의 반복 횟수를 의미한다. 예를 들어, NOR 플래그 값이 4인 경우, SB_NACK 명령어가 RFID 리더(200)로부터 RFID 태그(300)로 4회 전송된 것과 같은 효과를 가진다. 따라서, RFID 리더(200)와 RFID 태그(300) 사이의 명령어 패킷 전송이 최소화되어 데이터 전송 속도가 향상될 수 있다.
(e)는 RFID 태그(300)로부터 RFID 리더(200)로 전송되는 데이터 패킷이다. 데이터 패킷은 패킷 크기와 데이터를 포함한다. 상술한 바와 같이, 패킷 크기는 예측 플래그(360)와 패킷 사이즈 조절 플래그(PktSizeAdj)에 의해 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수동형 RFID 태그(300)는 종래의 RFID 통신 규약에서 정한 동작과 다른 데이터 처리 동작을 수행한다. 따라서, 기존의 규약에서 정의된 태그 상태에 데이터 상태(Data state)가 추가될 수 있다. RFID 태그(300)는 RFID 리더(200)로부터 SB_CONT 명령어 패킷을 수신한 경우에 데이터 상태로 진입할 수 있다. 일단 데이터 상태(Data state)로 진입하게 되면 상태의 변화없이 RFID 리더(200)에서 보내오는 명령어를 계속 처리할 수 있도록 하여 연속적으로 대용량 데이터를 처리할 수 있다.
도 5는 RFID 리더, RFID 태그, 그리고 메모리 장치 사이의 데이터 전송을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, RFID 리더(200)는 메모리 장치(400)에 저장된 데이터의 메타 데이터를 얻기 위해 RFID 태그(300)에 SB_INFO 명령어를 전송한다(1). RFID 태그(300)는 SB_INFO 명령어에 응답하여 메모리 장치(400)에 메타 데이터 전송을 요청한다(2). 메모리 장치(400)는 메타 데이터 전송 요청에 응답하여 메타 데이터를 RFID 태그(300)로 전송한다(3). RFID 태그(300)는 메모리 장치(400)로부터 수신된 메타 데이터를 RFID 리더(200)에 전송한다(4).
RFID 리더(200)는 메타 데이터를 참조하여 메모리 장치(400)에 저장된 데이터를 액세스하기 위해 RFID 태그(300)에 SB_CONT 명령어를 전송한다(5). 상술한 바와 같이, SB_CONT 명령어는 데이터의 어드레스와 NOR 플래그를 포함한다. 예시적으로 NOR 플래그 값이 2인 것으로 가정된다.
RFID 태그(300)는 SB_CONT 명령어에 응답하여 데이터의 어드레스와 데이터 전송 요청을 메모리 장치(400)에 전송한다(6). 메모리 장치(400)는 데이터 전송 요청에 응답하여 데이터를 RFID 태그(300)에 전송한다(7). RFID 태그(300)는 메모리 장치(400)로부터 수신한 데이터를 패킷으로 변환하여 RFID 리더(200)에 전송한다(8). 또한, 메모리 장치(400)는 데이터를 RFID 태그(300)에 전송한다(9). RFID 태그(300)는 메모리 장치(400)로부터 수신한 데이터를 패킷으로 변환하여 RFID 리더(200)에 전송한다(10). 결국, NOR 플래그 값이 2이기 때문에 RFID 태그(300)가 2개의 데이터 패킷을 RFID 태그(300)로 전송하였음을 알 수 있다.
RFID 리더(200)가 RFID 태그(300)로부터 수신한 데이터 패킷이 정상적이 아닌 경우, RFID 리더(200)는 SB_NACK 명령어를 RFID 태그(300)로 전송한다(11). RFID 태그(300)는 SB_NACK 명령어에 응답하여 이미 전송된 데이터를 다시 전송할 것을 메모리 장치(400)에 요청한다(12). 이미 전송된 데이터를 전송하는 것이기 때문에 별도의 어드레스는 요구되지 않는다. 따라서, 어드레스를 전송함에 따른 오버헤드가 발생하지 않는다.
메모리 장치(400)는 RFID 태그(300)로부터의 요청에 응답하여 데이터들을 RFID 태그(300)로 전송한다(13, 15). RFID 태그(300)는 메모리 장치(400)로부터 수신한 데이터를 패킷으로 가공하여 RFID 리더(200)에 전송한다(14, 16).
RFID 리더(200)가 RFID 태그(300)로부터 수신한 데이터가 정상적인 경우, RFID 리더(200)는 SB_ACK 명령어를 RFID 태그(300)로 전송한다(17). RFID 태그(300)는 SB_ACK 명령어에 응답하여 이미 전송된 데이터의 다음 어드레스에 위치한 데이터를 전송할 것을 메모리 장치(400)에 요청한다(18). 이미 전송된 데이터의 다음 어드레스에 위치한 데이터를 전송하는 것이기 때문에 별도의 어드레스는 요구되지 않는다. 따라서 어드레스를 전송함에 따른 오버헤드가 발생하지 않는다.
메모리 장치(400)는 RFID 태그(300)로부터의 요청에 응답하여 데이터들을 RFID 태그(300)로 전송한다(19, 21). RFID 태그(300)는 메모리 장치(400)로부터 수신한 데이터를 패킷으로 가공하여 RFID 리더(200)에 전송한다(20, 22).
도 6은 본 발명에 따른 RFID 태그와 메모리 장치의 보다 구체적인 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 이하, 도 6을 참조하여, 저전력으로 RFID 태그(300)에 저장된 대용량 데이터를 RFID 리더(200)로 전송하는 원리가 설명될 것이다.
수동형 RFID 시스템은 필요한 전력을 RFID 리더로부터 공급받으므로 태그에서 사용 가능한 전력에는 한계가 있다. 따라서, 기존의 RFID 태그에서 사용할 수 있는 메모리의 크기가 제한적이었다.
본 발명에 따른 메모리 장치(400)는 복수의 메모리 뱅크들을 포함한다. 각 메모리 뱅크들 각각은 RFID 태그(300)에서 제공되는 신호에 의해 활성 상태와 비활성 상태로 변화되며, 비활성 상태에서는 전력 공급이 차단되거나 대기 모드가 되며, 활성 상태에서만 전력이 공급된다. 즉, RFID 태그(300)에서 제공되는 신호는 전원 공급을 결정하는 신호일 수도 있고, 실질적인 전원일 수도 있다.
예를 들어, 메모리 장치(400)의 크기가 256MB이고, 각 메모리 뱅크의 크기는 128KB인 것으로 가정된다. 따라서, 모든 메모리 뱅크들을 한번에 구동하는 경우에 비해서 1/2000 줄어든 전력만 필요하게 된다. 따라서, 메모리 장치(400)가 복수의 메모리 뱅크들을 포함하더라도 실질적으로 한번에 동작되는 메모리의 크기는 메모리 뱅크의 크기로 한정되므로 저전력 구동이 가능해지게 된다.
한편, 대용량 데이터는 메모리 장치(400)에 순차적으로 저장될 수 있으며, 이러한 순차적인 데이터의 판독 조건에 의해서 RFID 태그(300)의 동작이 단순해 질 수 있어 구성 비용 및 전력 절감이 가능해진다.
본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조가 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 이 분야에 숙련된 자들에게 자명하다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.

Claims (10)

  1. 메모리 장치; 및
    리더로부터의 제 1 내지 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 상기 메모리 장치에 저장된 데이터를 데이터 패킷의 형태로 변환하여 상기 리더로 전송하는 수동형 태그를 포함하고,
    상기 수동형 태그는 채널 상태 예측 플래그와 상기 제 2 및 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 상기 데이터 패킷의 크기를 결정하고,
    상기 제 2 데이터 요청 신호는 제 1 패킷 사이즈 조절 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 채널 상태 예측 플래그와 상기 제 1 패킷 사이즈 조절 플래그를 참조하여 상기 데이터 패킷의 크기를 결정하는 수동형 무선 메모리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더는 상기 수동형 태그가 상기 메모리 장치를 액세스하도록 상기 제 1 데이터 요청 신호를 상기 수동형 태그로 전송하며, 상기 제 1 데이터 요청 신호는 액세스 될 데이터의 어드레스를 포함하는 수동형 무선 메모리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 요청 신호는 NOR(Number Of Response) 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 NOR 플래그의 값만큼 상기 리더로부터 상기 제 1 데이터 요청 신호를 수신한 것으로 간주하는 수동형 무선 메모리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더는 상기 수동형 태그로부터의 데이터 수신이 정상적일 때 상기 제 2 데이터 요청 신호를 상기 수동형 태그로 전송하며, 상기 수동형 태그는 상기 제 2 데이터 요청 신호에 응답하여 이미 전송된 데이터의 다음 어드레스에 위치한 데이터를 상기 리더로 전송하는 수동형 무선 메모리 장치.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 요청 신호는 NOR(Number Of Response) 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 NOR 플래그의 값만큼 상기 리더로부터 상기 제 2 데이터 요청 신호를 수신한 것으로 간주하는 수동형 무선 메모리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더는 상기 수동형 태그로부터의 데이터 수신이 비정상적일 때 상기 제 3 데이터 요청 신호를 상기 수동형 태그로 전송하며, 상기 수동형 태그는 상기 제 3 데이터 요청 신호에 응답하여 이미 전송된 데이터를 다시 상기 리더로 전송하는 수동형 무선 메모리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 데이터 요청 신호는 제 2 패킷 사이즈 조절 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 채널 상태 예측 플래그와 상기 제 2 패킷 사이즈 조절 플래그를 참조하여 상기 데이터 패킷의 크기를 결정하는 수동형 무선 메모리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 데이터 요청 신호는 NOR(Number Of Response) 플래그를 포함하며, 상기 수동형 태그는 상기 NOR 플래그의 값만큼 상기 리더로부터 상기 제 3 데이터 요청 신호를 수신한 것으로 간주하는 수동형 무선 메모리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 상태 예측 플래그는 n-비트 카운터로 구현되는 수동형 무선 메모리 장치.
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